まず、下記についてですが、
>ピーク高-30～40dBあたりに下辺のレベルが形成されて
データの長さLsが周期の整数倍でないことで別の成分が見えてしまっています。
Fi = Fs * 0.1; % 入力正弦波周波数
なのでLsが10の倍数であればノイズフロアは量子化誤差レベルまでさがります。
その上で3つの入力信号に対して同じホワイトノイズをかけることで同じノイズフロアを指定することができます。 Lsとx1,x2,x3の定義のみを書き換えたものです
Fs = 1e+9; % サンプリング周波数
Ts = 1/Fs; % サンプリング周期
Ls = 2000; % サンプル数
t = (0:Ls-1)*Ts; % 時刻ベクトル
Fi = Fs * 0.1; % 入力正弦波周波数
Ti = 1/Fi;
x1 = (1e-0)*sin(2*pi*Fi*t)+1e-12*rand([1 Ls]); % 振幅1
x2 = (1e-5)*sin(2*pi*Fi*t)+1e-12*rand([1 Ls]); % 振幅10^-5
x3 = (1e-10)*sin(2*pi*Fi*t)+1e-12*rand([1 Ls]); % 振幅10^-10
if 0
for i=1:Ls
%%ハン窓
x1(i) = x1(i) * (0.5-0.5*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1)));
x2(i) = x2(i) * (0.5-0.5*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1)));
x3(i) = x3(i) * (0.5-0.5*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1)));
%%ブラックマン・ハリス窓
x1(i) = x1(i) * (0.35875-0.48829*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1))+0.14128*cos(4*pi*(i-1)/(Ls-1))-0.01168*cos(6*pi*(i-1)/(Ls-1)));
x2(i) = x2(i) * (0.35875-0.48829*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1))+0.14128*cos(4*pi*(i-1)/(Ls-1))-0.01168*cos(6*pi*(i-1)/(Ls-1)));
x3(i) = x3(i) * (0.35875-0.48829*cos(2*pi*(i-1)/(Ls-1))+0.14128*cos(4*pi*(i-1)/(Ls-1))-0.01168*cos(6*pi*(i-1)/(Ls-1)));
end
end
y1 = fft(x1);
P21 = 10*log10(abs(y1/Ls));
P11 = P21(1:Ls/2+1);
y2 = fft(x2);
P22 = 10*log10(abs(y2/Ls));
P12 = P22(1:Ls/2+1);
y3 = fft(x3);
P23 = 10*log10(abs(y3/Ls));
P13 = P23(1:Ls/2+1);
f = Fs*(0:(Ls/2))/Ls;
hold off;
plot(f,P11);
hold on;
plot(f,P12);
hold on;
plot(f,P13);
xlabel('f (Hz)')
ylabel('|P| (dB)')
